- •Попытки понять природу передачи признаков по наследству от родителей детям предпринимались ещё в
- •В 1694 году Р.Я. Каммерариусом было обнаружено , что для завязывания плодов необходимо
- •В конце XVIII -начала XIX в. английский селекционер - растениевод Т.Э. Найт, проводя
- •К этому выводу пришел и Нодэн в 1852 - 1869 гг. Но Нодэн
- •Умозрительная гипотеза о природе наследственности была предложена ботаником К. Нэгели в работе "
- •Впервые идея о дифференцирующих делениях ядра клеток развивающегося зародыша была высказана В. Ру.
- •Грегор Мендель (1822–1884):
- •Дальнейшее развитие генетики связано с рядом этапов, каждый из которых характеризовался преобладающими в
- •Wilhelm Johannsen
- •Открытие Г. Менделем законов наследования.
- •Мендель начал с опытов по скрещиванию сортов гороха, различающихся по одному признаку (
- •Развитие биометрических методов изучения наследственности.
- •Ф. Гальтон
- •Цитологические основы генетики
- •Цитологи обнаружили материальные структуры, роль и поведение которых могли быть однозначно связаны с
- •Обоснование хромосомной теории наследственности
- •Морган доказал, что гены, находящиеся в одной хромосоме, передаются при скрещивании совместно. Одна
- •Таким образом, в развитии генетики выделяются два важных этапа.
- •Искусственное получение мутаций. Классификация мутаций
- •Важнейшим достижением на пути к искусственному получению мутации явились работы В.В. Сахарова (1932,1938)
- •Изучение генетических основ эволюции.
- •Лишь в 1926 г. С.С Четвериковым была опубликована большая работа, привлекшая внимание к
- •Детальный анализ этих процессов был проведен Ромашовым (1931), Дубининым (1931) и Райтом (1921,
- •Проблема дробимости гена.
- •В 1928 г. в лаборатории А.С. Серебровского в Биологическом институте им. К.А. Тимирязева
- •Разработав систему, позволяющую количественно оценивать результат каждой мутации, Серебровский, Дубинин и другие авторы
- •Окончательное решение вопроса, делим ли ген не только мутационно, но и механически, было
- •Молекулярная генетика.
- •Следующим этапом было установление минимальной длины участка, изменения которого достаточно для возникновении мутации
- •Согласно модели Уотсона - Крика, генетическую информацию в ДНК несет последовательность расположения оснований.
- •Предположение Гамова о трехнуклеотидном составе кодона выглядело логически, доказать его экспериментально долгое время
- •Репликация ДНК
- •Генетический контроль синтеза белков
- •Основное затруднение в понимании механизма передачи генетической информации с ДНК к белку заключалось
- •Мутации и генетический код
- •Анализ природы различных мутаций привел к выводу, что все точечные мутации можно разделить
- •Регуляция генной активности.
- •В последние годы были получены данные о наличии еще одной управляющей ячейки генной
- •Репарация генетических повреждений
- •Генеетика — наука о законах и механизмах наследственности и изменчивости.
- •В 1760 г. Кельрейтер начал первый тщательно продумывать опыты по изучению передачи признаков
- •1.Явление неравнозначности наследственных признаков.
- •Развитие биометрических методов
- •Последователь Гальтона К. Пирсон продолжил эту работу в более широких масштабах. Наиболее серьезное
- •Цитологические основы генетики
- •В 1900 г. независимо друг от друга К. Корренс в Германии, Г. де
- •Обоснование хромосомной теории наследственности
- •Следующий этап развития науки связан с именем Томаса Моргана (1866–1945). Именно он со
- •Следующее событие в истории генетики – открытие нарушений структуры гена или мутаций (Г.
- •Ссередины 1930-х годов, и особенно после сессии ВАСХНИЛ
- •1935 – экспериментальное определение размеров гена.
- •В 1941 г. Дж. Бидл и Э. Тейтум опубликовал короткую статью " Генетический
- •Работы Грегора Менделя
- •История
- •Гибридологический метод
- •Закон единообразия гибридов первого поколения
- •При скрещивании чистых линий гороха с пурпурными цветками и гороха с белыми цветками
- •Закон расщепления признаков
- •Закон чистоты гамет
- •При оплодотворении слияние двух гамет, каждая из которых несет рецессивный наследственный фактор, будет
- •В процессе образования гамет у гибрида гомологичные хромосомы во время I мейотического деления
- •Закон независимого наследования признаков
- •Менделю попались признаки, гены которых находились в разных парах гомологичных хромосом гороха. При
- •Условия выполнения закона расщепления при моногибридном скрещивании
- •Условия выполнения закона независимого наследования
- •Классическая генетика
- •Томас Хант Морган
- •Президент Национальной АН США (1927-31). Томас Морган и его ученики (Г. Дж. Меллер,
- •Формирование хромосомной теории
- •Определение пола
- •Таким образом, XY-тип определения пола, или тип дрозофилы и человека, — самый распространенный
- •Доказательства того, что половые хромосомы определяют пол организма, были получены при изучении нерасхождения
- •Наследование признаков, сцепленных с полом
- •Помимо гомологичных участков, X- и У-хромосомы имеют негомологичные участки. Негомологичный участок У- хромосомы,
- •Сцепленное наследование
- •Совместное наследование генов Т. Морган предложил назвать сцепленным наследованием. Число групп сцепления соответствует
- •Было установлено, однако, что кроме обычных (некроссоверных)
- •Расстояние между генами характеризует силу их сцепления. Имеются гены с высоким процентом сцепления
- •Понятие о генетической карте
- •Наличие генетической карты свидетельствует о высокой степени изученности того или иного вида организма
- •Генетические карты человека также могут оказаться полезными в здравоохранении и медицине. Знания о
- •Основные положения хромосомной теории наследственности
В последние годы были получены данные о наличии еще одной управляющей ячейки генной активности - промоторе. Оказалось , что по соседству с операторным участком , к которому присоединяется продукт -белковое вещество репрессор, синтезированный на гене-регуляторе, имеется другой участок, который относится к членам регуляторной системе генной активности. К этому участку присоединяется молекула фермента РНК- полимеразы. В этом промоторном участке должно произойти взаимное узнавание уникальной последовательности нуклеотидов в ДНК и специфической конфигурации белка РНК- полимеразы. От эффективности узнавания будет зависеть осуществление процесса считывания генетической информации с данной последовательности генов оперона, примыкающего к промотору.
Репарация генетических повреждений
Новой главой в развитии молекулярной генетики стало учение о системе репарирующих ферментов, исправляющих повреждения генетических структур, вызванные облучением или обработкой химическими агентами.
Ранее всего изученным типом репарации является фотореактивация, впервые описанная А. Кельнером и В.Ф. Ковалевым (1949) .Под фотореактивацией понимают восстановление нормальной жизнедеятельности клеток (возобновляется синтез отдельных ферментов, способность к делению и размножению, снижается частота мутаций и т.д.), облученных ультрафиолетовым светом, после их пребывания на видимом свете. Обязательным условием реакции фотореактивации является наличие специального фотореактивирующего фермента.
Было также установлено, что такой процесс происходит и в темноте.
Этот вид назвали темновой репарацией.
В настоящее время описано большое число других видов репарации, приводящих к тому же результату, но отличающихся по молекулярным механизмам.
Генеетика — наука о законах и механизмах наследственности и изменчивости.
В зависимости от объекта исследования классифицируют генетику растений, животных, микроорганизмов, человека и другие; в зависимости от используемых методов других дисциплин —
молекулярную генетику, экологическую генетику, медицинскую генетику и другие.
Идеи и методы генетики играют важную роль в медицине, сельском хозяйстве, микробиологической промышленности, а также в генетической инженерии
В 1760 г. Кельрейтер начал первый тщательно продумывать опыты по изучению передачи признаков при скрещивании растении. В 1761 - 1766 гг., почти за четверть века до Л. Спалланцани, Кельрейтер в опытах с табаком и гвоздикой показал, что после переноса пыльцы одного растения на пестик отличающегося по своим морфологическим признакам растения образуются завязи и семена, дающие растения со свойствами, промежуточных по отношению к обоим родителям. Точный метод разработанный Кельрейтером, обусловил быстрый прогресс в изучении наследственной передачи признаков.
В конце XVIII -начала XIX в. английский селекционер - растениевод Т.Э. Найт, проводя скрещивание различных сортов, делает важный вывод. Важный вывод Найта явилось обнаружение неделимости мелких признаков при различных скрещиваниях. Дискретность наследственного материала, провозглашенная ещё в древности, получила в его исследованиях первое научное обоснование. Найту принадлежит заслуга открытия"элементарных наследственных признаков".
Дальнейшие существенные успехи в развитии методов скрещиваний связанны с О. Сажрэ и Ш. Нодэном.
1.Явление неравнозначности наследственных признаков.
2.Явление расщепления признаков гибридных организмов в результате их последующих скрещиваний. Были установлены количественные закономерности расщепления.
3.Обнаружение не только количественных закономерностей расщепления по внешним, морфологическим признакам, но и определение соотношения доминантных и рецессивных задатков среди форм, с виду не отличных от доминантных, но являющимися смешанными по своей природе.
Таким образом, Мендель вплотную подошел к проблеме соотношения между наследственными задатками и определяемыми ими признаками организма. За счет перекомбинации задатков ( впоследствии эти задатки В. Иоганнсен назвал генами.), при скрещивании образуются зиготы, несущие новое сочетание задатков, чем и обусловливаются различия между индивидуумами. Это положение легло в основу фундаментального закона Менделя - закона чистоты гамет.
Экспериментальные исследования и теоретический анализ результатов скрещиваний, выполненные Менделем, определили развитие науки более чем на четверть века.
Развитие биометрических методов
изучения наследственности
Первым, кто привлек внимание к математическим закономерностям в индивидуальной изменчивости, был бельгийский математик и антрополог А. Кэтлэ. Он явился одним из основателей статистики и теории вероятностей.
Выяснением вопроса о возможности передачи по наследству уклонений от средней количественной характеристики признака занялись несколько исследователей. По своей значимости выделились работы Гальтона, который собрал данные о наследовании роста у человека. Затем Гальтон изучил наследование величины венчика цветка у душистого горошка и пришел к выводу, что потомству передается лишь небольшая часть уклонений, наблюдаемых у родителей. Гальтон попытался придать своему наблюдению математическое выражение, положив начало большой серии работ по математико- статистическим основам наследования.
Последователь Гальтона К. Пирсон продолжил эту работу в более широких масштабах. Наиболее серьезное и ставшее классическим исследование вопросов, поднимавшихся Гальтоном и Пирсоном и их последователей, было выполнено в 1903 -1909 гг. В . Иоганнсеном, обратившим главное внимание на изучение генетически однородного материала. Исходя из полученных анализов, Иоганнсеном дал точное определение генотипа и фенотипа и заложил основы современного понимания роли индивидуальной изменчивости.
Цитологические основы генетики
В 70 - 80-х годах XIX в. были описаны митоз и поведение хромосом во время деления клетки, что навело на мысль, что эти структуры ответственны за передачу наследственных потенций от материнской клетки дочерним. Деление материала хромосом на две равные частицы свидетельствовало в пользу гипотезы, что именно в хромосомах сосредоточена генетическая память.
Изучение хромосом у животных и растений привело к выводу, что каждый вид животных существ характеризуется строго определенным числом хромосом.
Открытый Э. ван Бенедоном (1883) факт, что число хромосом в клетках тела вдвое больше, чем в половых клетках, можно объяснить : поскольку при оплодотворении ядра половых клеток сливаются и поскольку число хромосом в соматических клетках остается константным, то постоянному удвоению числа хромосом при последовательных оплодотворения должно противостоять процесс, приводящий к сокращению их числа в гаметах ровно вдвое.
В 1900 г. независимо друг от друга К. Корренс в Германии, Г. де Фриз в Голландии и Э. Чермак в Австрии обнаружили в своих опытах открытые ранее закономерности и, натолкнувшись на его работу, вновь опубликовали её в 1901г. Эта публикация вызвала глубокий интерес к количественным закономерностям наследственности. Цитологи обнаружили материальные структуры, роль и поведение которых могли быть однозначно связаны с менделевскими закономерностями. Такую связь усмотрел в 1903 г. В. Сэттон – молодой сотрудник известного американского цитолога Э. Вильсона. Гипотетические представления о наследственных факторах, о наличии одинарного набора факторов в гаметах, и двойного - в зиготах получили обоснование в исследованиях хромосом. Т. Бовери (1902) представил доказательства в пользу участия хромосом в процессе наследственной передачи, показав, что нормальное развитие морского ежа возможно только при наличии всех хромосом.
Установлением того факта, что именно хромосомы несут наследственную информацию, Сэттом и Бровери положили начало новому направлению генетики - хромосомной теории наследственности.